U radu profesionalnih zvučnih sustava, akustična povratna sprega čest je i vrlo destruktivan problem. Manifestira se kao oštro zavijanje ili cviljenje, što ne samo da ozbiljno utječe na iskustvo slušanja, već također može oštetiti skupe pogonske jedinice zvučnika. Glavni uzrok ovog fenomena leži u formiranju zatvorene akustične petlje između zvučnika (izlaz) i mikrofona (ulaz): mikrofon hvata zvuk koji emitira zvučnik, sustav pojačava signal i ponovno ga emitira iz zvučnika, samo da bi ga mikrofon ponovno uhvatio... Ovaj se ciklus ponavlja, uzrokujući kontinuirano pojačavanje signala i superponiranje na određenoj rezonanciji frekvencije. Na kraju, sustav ulazi u nestabilno stanje, proizvodeći neugodno zavijanje.
Kako bi učinkovito riješili ovaj uporni problem, moderni digitalni audio procesori obično integriraju naprednu funkciju uklanjanja/suzbijanje povratnih informacija. Njegov glavni cilj je točno identificirati i eliminirati energiju signala unutar putanje povratne sprege, osiguravajući stabilnost sustava i poboljšavajući razumljivost govora i vjernost glazbe. Njegov princip rada prvenstveno uključuje sljedeće ključne korake:
Temeljna načela eliminacije povratnih informacija
- Modeliranje putanje povratne informacije (identifikacija sustava):
Prvi korak za eliminator povratne sprege je identificirati i modelirati kompletan put akustične povratne sprege od zvučnika do mikrofona. Ovaj put uključuje odziv zvučnika, akustičke karakteristike prostorije (kao što su odjek i stojni valovi), karakteristike mikrofona i njihove relativne položaje.
Moderni digitalni procesori obično koriste prilagodljive algoritme. Ubacivanjem specifičnih ispitnih signala (kao što je ružičasti šum ili sinusni signal) u sustav ili korištenjem samog signala programa, oni analiziraju korelaciju između ulaza (mikrofon) i izlaza (referentni signal zvučnika) u stvarnom-vremenu, dinamički konstruirajući točan model putanje povratne informacije. Ovaj model je u biti digitalni filtar koji simulira karakteristike stvarne akustične povratne sprege.
- Adaptivno filtriranje i referentni signal:
Na temelju uspostavljenog modela povratne sprege, procesor interno generira prilagodljivi filtar. Temeljni zadatak ovog filtra je predviđanje: on predviđa kakav bi signal bio proizveden na ulazu mikrofona ako bi trenutni referentni signal (tj. idealni signal poslan zvučnicima, obrađen, ali *prije* dodavanja povratne informacije) prošao kroz stvarni put akustične povratne sprege.
Prilagodljivi filtar kontinuirano uspoređuje svoje predviđanje (predviđeni povratni signal) sa stvarnim ulaznim signalom mikrofona. Razlika između njih (koja se naziva signal pogreške) pokreće dinamičku prilagodbu parametara filtra-u stvarnom vremenu. Cilj je postići da predviđeni povratni signal bude beskonačno približan stvarnoj povratnoj komponenti sadržanoj u mikrofonskom signalu. Ovaj proces zahtijeva izuzetno veliku brzinu i preciznost računanja.
- Precizno poništavanje povratnog signala:
Jednom kada adaptivni filtar može točno simulirati povratnu komponentu u signalu mikrofona, procesor generira signal poništavanja koji je jednake amplitude, ali suprotne faze (180 stupnjeva izvan faze).
Ovaj invertirani signal superponira se u stvarnom-vremenu na originalni ulazni signal mikrofona. Preciznom faznom inverzijom i usklađivanjem amplitude, komponenta povratnog signala se učinkovito poništava ili značajno potiskuje na izvoru (prije nego što ulazni signal uđe u lanac obrade procesora). U konačnici, procesor primarno obrađuje željeni čisti signal izvora (glas, instrumenti, itd.), uvelike smanjujući energiju koja uzrokuje zavijanje.
- Dinamičko praćenje i prilagodba-u stvarnom vremenu:
Akustična okolina je dinamična. Na primjer, kretanje ljudi, otvaranje/zatvaranje vrata ili prozora, pomicanje predmeta, pa čak i promjene temperature i vlažnosti mogu uzrokovati promjenu putanje povratne informacije od zvučnika do mikrofona.
Stoga eliminator povratnih informacija mora biti vrlo-u stvarnom vremenu i prilagodljiv. Potrebno je kontinuirano nadzirati signal greške i dinamički ažurirati parametre adaptivnog filtra u skladu s tim. To osigurava da model uvijek drži korak s promjenama u trenutnom akustičnom okruženju, održavajući optimalno potiskivanje povratne sprege. Ovaj proces "učenja" i "prilagodbe" nikada ne prestaje tijekom rada sustava.
Rasprostranjena primjena tehnologije uklanjanja povratne sprege
Zahvaljujući svojoj ključnoj ulozi u stabilizaciji sustava i poboljšanju kvalitete zvuka, tehnologija eliminacije povratne sprege naširoko se koristi u raznim scenarijima koji zahtijevaju pojačanje zvuka s visokim-pojačanjem:
- Izvedba uživo:Na koncertima, u kazalištima i pozornicama, gdje postoje brojni mikrofoni, visoki zahtjevi za pojačanjem i složena, promjenjiva akustična okruženja, eliminacija povratne sprege ključna je tehnička prepreka koja osigurava glatke izvedbe i sprječava iznenadno ometanje zavijanja koje ometa umjetničku prezentaciju.
- Dvorane za konferencije i predavanja:U sobama za sastanke, slušaonicama i učionicama, jasan i razumljiv prijenos govora je najvažniji. Uklanjanje povratne sprege omogućuje sustavu siguran rad pri većim pojačanjima, značajno poboljšavajući razumljivost govora i pojačanje prije povratne sprege (GBF), osiguravajući da svaki slušatelj može jasno čuti govornika.
- Emitiranje i snimanje:U profesionalnim audioprodukcijskim okruženjima kao što su radijski studiji, TV studiji i studiji za snimanje glazbe, svaka manja buka ili urlik su neprihvatljivi. Tehnologija eliminacije povratne sprege pomaže u održavanju čiste kvalitete snimanja i emitiranja signala, izbjegavajući neželjene smetnje i podižući profesionalni standard rada.
- Instalirani i prijenosni PA sustavi: To uključuje mjesta za fiksne instalacije poput crkava, gledališta i hotelskih plesnih dvorana, kao i scenarije poput KTV soba, sustava za komentare turističkih vodiča i prijenosnih govornih sustava. U ovim aplikacijama tehnologija eliminacije povratne sprege uvelike pojednostavljuje postavljanje sustava, poboljšava jednostavnost upotrebe i slušno iskustvo krajnjeg-korisnika, osiguravajući da je zvuk čist, stabilan i bez zavijanja.
Sažetak
Funkcija eliminacije povratne sprege unutar digitalnih audio procesora, koja koristi sofisticirane algoritme za modeliranje puta akustične povratne informacije u stvarnom-vremenu i koristi prilagodljivo filtriranje za generiranje inverznih signala za precizno poništavanje, temeljna je tehnologija za rješavanje problema zavijanja u zvučnim sustavima i osiguravanje stabilnosti sustava i čistoće zvuka. Ima neizostavnu ulogu u živim nastupima, konferencijama, predavanjima, emitiranju, snimanju i raznim scenarijima ozvučenja. To je bitna komponenta "zaštite" i "osiguranja kvalitete" modernih profesionalnih audio sustava.
Preporuka proizvoda
https://www.tendzone.net/audio-procesor/web-temeljen-audio-processors/ai-audio-processor.html
https://www.tendzone.net/audio-procesor/fiksni-audio-procesori/dante-dsp.html
